基于‘滁菊’氮肥减施的临界氮浓度稀释模型构建及田间快速诊断研究

作     者：聂洧洁 

作者单位：南京农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：管志勇

授予年度：2021年

学科分类：090706[农学-园林植物与观赏园艺] 0907[农学-林学] 09[农学] 

主      题：‘滁菊’ 干物质 氮浓度 临界氮浓度 氮营养指数 SPAD 

摘      要：‘滁菊’(Chrysanthemum morifolium（Ramat.）Tzvel.‘Chuju’)的栽培历史悠久,主要产自安徽滁州,具有茶、药两用价值,是四大药菊之首。虽然‘滁菊’的市场需求扩大,但由于大部分农户在施用氮肥时通常凭借经验进行,缺乏科学、合理的施肥方案,导致‘滁菊’的产量品质和收益偏低,氮肥利用率不高,进一步阻碍了产业化发展。本文基于不同年份、氮素处理的田间试验,分析‘滁菊’叶片、地上部干物质与氮浓度的变化规律以及二者间的关系,构建了不同器官的临界氮浓度稀释模型,进一步建立氮营养指数模型（NNI）对‘滁菊’的氮素营养状况进行诊断,同时利用SPAD值确定了‘滁菊’叶片田间快速诊断的适宜部位,为‘滁菊’的精准施肥提供理论依据。主要结果如下:1.设置5个氮素水平并采用随机区组设计,分别为传统施氮（600kg/hm）、减氮15%（510kg/hm）、减氮30%（420kg/hm）、减氮45%（330kg/hm）、不施氮（0kg/hm）,基于2019-2020年的大田试验数据构建并验证了基于‘滁菊’叶片干物质（LDM）的临界氮浓度稀释模型和氮营养指数模型。结果表明:叶片干物质与氮浓度拟合的临界氮浓度模型分为2部分,当LDM7.26g/株时,N=3.69%,LDM≥7.26g/株时,N=5.1685LDM;验证模型的指标n-RMSE=11.77%,模型稳定性较好;各氮素水平下的叶片氮营养指数NNI在不同定植天数下与鲜花产量间呈极显著相关,且在420kg/hm（减氮30%）处理下NNI最接近1,鲜花产量最高。2.利用2年大田试验数据构建了基于‘滁菊’地上部干物质（PDM）的临界氮浓度稀释模型、氮营养指数模型（NNI）。结果表明:‘滁菊’地上部干物质在一定范围内随施氮量增加而增大,之后趋于平稳或降低,地上部氮浓度随干物质的增加逐渐降低,PDM≥15.63g/株时,二者呈负幂函数关系,构建的临界氮浓度稀释模型方程为:N=5.4353LDM,R=0.9003,PDM15.63g/株时,临界氮浓度值为常数3.09%。用独立试验数据验证表明该模型稳定性较好;建立的NNI模型可以较好地诊断‘滁菊’氮营养,并得出420kg/hm（减氮30%）的施氮量最适宜。分析干花产量与地上部干物质、地上部氮浓度与氮营养指数均呈显著相关,进一步说明本研究所构模型是可靠的。3.研究叶绿素仪（SPAD）田间快速诊断‘滁菊’氮素营养状况的适宜叶片部位。分析了‘滁菊’上、中、下三个部位的叶片SPAD值在不同氮素水平下的变化以及与产量间的关系,确定适宜的叶片氮素诊断位置。结果表明:‘滁菊’叶片SPAD值随定植天数的增加先增大后降低,随施氮水平的提高而增加,在高氮处理间差异较小;上部和中部叶片对氮素水平反应更敏感;上、中部叶片与叶片氮浓度及产量均具有显著性相关,综合不同生育期方程的决定系数,上部叶片能更准确地预测叶片氮含量及产量变化。